一種芯片拾放裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種芯片拾放裝置，包括芯片吸附組件、凸輪傳動組件、Z向驅(qū)動組件、氣隙軸承、氣緩沖組件和W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件；凸輪傳動組件包括相接的凸輪桿和凸輪，凸輪桿的上端連接Z向驅(qū)動組件，用于帶動固定在凸輪內(nèi)部的芯片吸附組件沿Z軸上下移動；氣緩沖組件安裝于凸輪內(nèi)部，用于吸收芯片吸附組件受到的沖擊力；W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接于芯片吸附組件的側(cè)面，用于驅(qū)動芯片吸附組件沿W向旋轉(zhuǎn)運動；氣隙軸承位于芯片吸附組件的外部且套放于氣緩沖組件的下端，通過向氣隙軸承的內(nèi)、外圈間導(dǎo)入氣體使得軸承內(nèi)圈為懸浮狀態(tài)，從而輔助芯片吸附組件W向旋轉(zhuǎn)運動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，具有較好的生產(chǎn)效率和良品率，使用壽命長，工作可靠性高。
【專利說明】一種芯片拾放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯片拾放裝置，具體涉及到一種針對芯片封裝過程中的芯片拾取、轉(zhuǎn)移和貼放的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification),又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識另O，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。在21世紀(jì)是最具前途和應(yīng)用前景的一項信息技術(shù)。
[0003]RFID標(biāo)簽INLAY生產(chǎn)裝備通常包括基板輸送、點膠、貼裝、熱壓和檢測五個模塊，貼裝工序的功能是保證芯片與天線的精確對位，是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。貼裝模塊的芯片拾放裝置用于將芯片從wafer盤上取下、并準(zhǔn)確貼放到天線焊盤上點有膠水的位置。貼裝模塊作為整套封裝設(shè)備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運動精度和速度要求高，但組成零部件數(shù)量和自由度較多，而且相對運動繁瑣，是整個芯片封裝設(shè)備的開發(fā)難點。其中，芯片拾放裝置是貼裝模塊的重要組成之一。
[0004]如圖1，芯片拾放裝置共有Z向和W向兩個自由度，主要功能如圖2，即為拾取芯片、校正芯片位置和角度、到達(dá)焊盤后貼放芯片。
[0005]如圖2所示，芯片拾放裝置的動作流程:芯片拾取的吸嘴沿Z軸向下運動，當(dāng)下降到芯片拾取高度時，真空發(fā)生器開啟，將芯片吸持，吸嘴復(fù)位并運動至上視位置；上視相機(jī)采圖后，進(jìn)行視覺處理，計算出芯片的偏移位置和偏移角度，吸嘴繞Z軸旋轉(zhuǎn)，將角度偏移校正；然后XY工作臺運動將芯片拾放裝置移動到貼片位置，吸嘴沿Z軸向下運動，下降至貼裝高度時，真空關(guān)閉，正壓開啟，將芯片釋放到貼片位置，正壓關(guān)閉，吸嘴復(fù)位；最后芯片拾放裝置返回芯片供給位置，準(zhǔn)備下一次貼裝。
[0006]芯片拾放裝置作為貼裝模塊的關(guān)鍵執(zhí)行部件，它的設(shè)計為貼裝模塊的重點。根據(jù)芯片的大小可更換吸嘴大小，進(jìn)行不同規(guī)格芯片的吸取。正由于芯片拾放裝置所作用的芯片尺寸均較小，甚至小于所以芯片拾放裝置的Z向直線運動精度以及旋轉(zhuǎn)精度要求較高。芯片拾放裝置工作中，無論是位置控制和轉(zhuǎn)動角度控制、運動沖擊力控制，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計，都影響著芯片封裝可靠性。而模塊的封裝效率則由執(zhí)行部件的運動特性、響應(yīng)時間、以及模塊時序規(guī)劃所決定。
[0007]傳統(tǒng)的芯片拾放裝置設(shè)計中，Z向驅(qū)動有采用伺服電機(jī)加絲桿模組進(jìn)行，由于絲杠模組體積較大，所以導(dǎo)致芯片拾放裝置組件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且選用的電機(jī)功率較大，總的效率較低。Z向直線運動的驅(qū)動方式除了常規(guī)的電機(jī)外，還有電磁鐵驅(qū)動，如中國專利CN03113988,200910108476.6以及200910108478.5等，這類方案響應(yīng)速度不好控制；有氣缸驅(qū)動，如中國專利200610089487.0,氣缸驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，但是壓力調(diào)節(jié)不易，且氣動作用通常都有一定的滯后性，響應(yīng)速度不夠快；而且氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以較大的速度下降，使芯片與基板接觸的過程中承受較大的沖擊力，影響芯片封裝質(zhì)量。
[0008]部分封裝設(shè)備采用多個芯片拾放裝置的設(shè)計，雖然一定程度上提高了效率，但是使得機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時對控制元件的性能提出來過高要求；根據(jù)RFID中對芯片拾取、轉(zhuǎn)移的工況需求，需要進(jìn)行個性化具體設(shè)計。
[0009]現(xiàn)有芯片拾放裝置還普遍存在一些問題，如拾取軸下端面磨損，造成吸嘴吸不牢；拾取軸與吸嘴配合內(nèi)孔的磨損，造成漏氣，吸不住；彈簧的疲勞壽命低，能夠受壓縮的次數(shù)少，失去彈性，無貼裝力或貼裝力??；拾取軸軸承的磨損，失去精度。
[0010]隨著微型元件和密間距元件的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在的電子產(chǎn)品在拾取精度方面對芯片拾放裝置提出了更高的要求。行業(yè)內(nèi)精度標(biāo)準(zhǔn)是0.05mm(chip元件)和0.025mm(IC元件)的趨勢。芯片拾放裝置速度和精度是相互制約的，在多吸嘴貼裝設(shè)備里，拾取工位越少，運行速度較慢抖動較小，則拾取精度會越高；拾取工位越多，拾取的速度就越快，則拾取精度會越低。拾取速度主要由時序規(guī)劃、芯片拾取傳動部分X、Y、Z各向運行速度、真空產(chǎn)生的快慢、視覺系統(tǒng)采圖及圖像處理速度等因素決定。而拾取精度則主要取決于裝配及定位系統(tǒng)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種芯片拾放裝置，簡化了結(jié)構(gòu)，提高實際生產(chǎn)效率和良品率，使用壽命長，工作可靠性高。
[0012]一種芯片拾放裝置，包括芯片吸附組件、凸輪傳動組件、Z向驅(qū)動組件、氣隙軸承、氣緩沖組件和W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件；
[0013]凸輪傳動組件包括相接的凸輪桿和凸輪，凸輪桿的上端連接Z向驅(qū)動組件，由Z向驅(qū)動組件驅(qū)動凸輪Z向直線運動，從而帶動固定在凸輪內(nèi)部的芯片吸附組件沿Z軸上下移動；氣緩沖組件安裝于凸輪內(nèi)部，用于吸收芯片吸附組件受到的沖擊力以對芯片進(jìn)行防碰撞保護(hù)；w旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接于芯片吸附組件的側(cè)面，用于驅(qū)動芯片吸附組件沿W向旋轉(zhuǎn)運動，以對吸附的芯片糾姿調(diào)平；隙軸承位于芯片吸附組件的外部且套放于氣緩沖組件的下端，通過向氣隙軸承的內(nèi)、外圈間導(dǎo)入氣體使得軸承內(nèi)圈為懸浮狀態(tài)，從而輔助芯片吸附組件W向旋轉(zhuǎn)運動。
[0014]進(jìn)一步地,所述W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括W向電機(jī)和磁傳動主動輪和從動輪,主動輪連接W向電機(jī)的輸出軸，從動輪連接芯片吸附組件，W向電機(jī)通過磁傳動輪的主動輪、從動輪驅(qū)動芯片吸附組件W向旋轉(zhuǎn)運動。
[0015]進(jìn)一步地，所述氣緩沖組件包括氣緩沖壓縮缸和開度調(diào)節(jié)閥，氣緩沖壓縮缸與凸輪的上端形成氣緩沖腔，開度調(diào)節(jié)閥與氣緩沖腔相通，氣緩沖壓縮缸底面開有通槽供氣流的輸入，當(dāng)芯片吸附組件受到?jīng)_擊，其帶動氣緩沖壓縮缸一起向上運動，氣緩沖壓縮缸內(nèi)的壓縮氣室產(chǎn)生反沖擊力，從而起到緩沖作用；調(diào)節(jié)開度調(diào)節(jié)閥的開度大小，可進(jìn)行氣緩沖腔內(nèi)氣壓的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)緩沖力的改變。
[0016]進(jìn)一步地，所述氣隙軸承安裝于氣緩沖壓縮缸的下端，通過導(dǎo)入的壓力空氣來實現(xiàn)軸承內(nèi)圈的懸浮，保證芯片吸附組件高速精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動；氣隙軸承包括軸承內(nèi)圈和軸承外圈，軸承內(nèi)圈套放于芯片吸附組件上,軸承外圈內(nèi)表面與軸承內(nèi)圈外表面配合，內(nèi)、外圈之間存在用于通空氣的縫隙，該縫隙通過軸承外圈上的開孔連通設(shè)在凸輪外部的第一氣管接頭，軸承外圈外表面與凸輪內(nèi)表面過盈配合，軸承外圈的內(nèi)表面開有8字氣槽。
[0017]進(jìn)一步地，所述芯片吸附組件包括第二氣管接頭、中空的旋轉(zhuǎn)長軸、錐形緊固套、吸嘴體和吸嘴，旋轉(zhuǎn)長軸的上端連接第二氣管接頭，第二氣管接頭穿過凸輪側(cè)壁連接外部真空發(fā)生器的氣管口 ；吸嘴體插入旋轉(zhuǎn)長軸的下端，吸嘴體的上端外表面加工有錐形螺紋豎槽，錐形緊固套的內(nèi)圈加工有與其配合的錐形螺紋，從而將吸嘴體緊固于旋轉(zhuǎn)長軸下端；吸嘴體的下端連接吸嘴。
[0018]進(jìn)一步地，還包括限位傳感器和高度傳感器，分別用于芯片的高度與角度學(xué)習(xí)，以便于芯片的高度和角度控制。
[0019]進(jìn)一步地，還包括導(dǎo)向套，套放于所述凸輪的外部，導(dǎo)向套的表面開有導(dǎo)向槽，并在凸輪的外壁安裝導(dǎo)向銷，其與導(dǎo)向套的導(dǎo)向槽配合，以限制凸輪的轉(zhuǎn)動，保證其Z方向的直線運動。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0021]( I)本發(fā)明芯片拾放裝置的Z向傳動，由Z向驅(qū)動組件驅(qū)動凸輪傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，響應(yīng)速度快、控制方便、結(jié)構(gòu)緊湊；
[0022](2)設(shè)有氣隙軸承，通過軸承腔內(nèi)導(dǎo)入的壓力空氣來實現(xiàn)內(nèi)圈的懸浮，輔助芯片吸附組件高速度、高精確度地轉(zhuǎn)動，保證芯片吸附端旋轉(zhuǎn)運動的精確控制，實現(xiàn)芯片的調(diào)平糾姿；
[0023](3)氣緩沖裝置安裝于軸承上端，可調(diào)開度大小，在拾取過程中芯片受到?jīng)_擊時，氣室體積受壓縮變化產(chǎn)生反作用力，保證作用在芯片上的沖擊是柔性的，對芯片進(jìn)行防碰撞保護(hù)，同時對拾取裝置本身也有緩沖保護(hù)作用，延長設(shè)備壽命，保證工作可靠性。
[0024](4)作為優(yōu)選方式，W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件采用電機(jī)控制無接觸式磁傳動輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的傳遞，降低軸向安裝精度要求，具有無摩擦能耗、傳動平穩(wěn)、效率高、可靠性高、過載保護(hù)等優(yōu)點。工作時，主動輪可借助磁力作用帶動從動輪回轉(zhuǎn)，使傳動保持固定轉(zhuǎn)動比，并且在軸向上允許主從動輪有一定錯位(5?10mm)，因此驅(qū)動電機(jī)和主動輪可獨立安裝，減輕Z軸電機(jī)的負(fù)荷。
[0025](5)作為優(yōu)選方式，芯片吸附組件采用開槽夾持件對芯片吸嘴進(jìn)行固定，圓錐螺母緊扣住吸嘴上部的圓錐螺紋，使吸嘴能牢扣在軸上，保證芯片的吸取的可靠性。
[0026](6)作為優(yōu)選方式，限位傳感器裝置實現(xiàn)下端Z軸旋轉(zhuǎn)限位，實現(xiàn)芯片旋轉(zhuǎn)糾姿功能；高度傳感器實現(xiàn)芯片高度學(xué)習(xí)的功能。兩者將采集的信息傳給上位機(jī)進(jìn)行Z軸角度和高度的控制。
[0027](7)作為優(yōu)選方式，凸輪固定在導(dǎo)向套內(nèi)以保證準(zhǔn)確的直線運動。
[0028]總的來說，本發(fā)明芯片拾放裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、精度差、吸嘴不牢靠、可靠性不高等問題，簡化了拾放裝置的結(jié)構(gòu)，體積明顯減小，效率提高，延長零部件的使用壽命，提高實際生產(chǎn)效率和良品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是芯片拾放裝置的自由度示意圖；
[0030]圖2是芯片拾放裝置的工作流程圖；
[0031]圖3是本發(fā)明芯片拾放裝置的三維結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖4是凸輪傳動組件的三維結(jié)構(gòu)分解圖；
[0033]圖5是凸輪的三維結(jié)構(gòu)剖面圖；[0034]圖6是氣隙軸承的三維結(jié)構(gòu)分解圖；
[0035]圖7是氣隙軸承外圈的三維結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖8是W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件的三維結(jié)構(gòu)分解圖；
[0037]圖9是芯片吸附組件的三維結(jié)構(gòu)分解圖。
[0038]其中，圖中標(biāo)示為:
[0039]IO-Z向驅(qū)動組件，20-凸輪傳動組件，21-凸輪桿，22-導(dǎo)向套，23-凸輪，231-上腔體的圓柱凸輪槽，232-中部腔體，233-圓柱腔體，24-開度調(diào)節(jié)閥，25-底板，26-限位傳感器，30-氣隙軸承，31-密封圈，32-氣緩沖壓縮缸，33-軸承內(nèi)圈，34-軸承外圈，341-8字氣，342-開孔，35-第一氣管接頭，40-W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件，41-ff向電機(jī)，42-電機(jī)座，43-主動輪，50-氣緩沖組件，60-芯片吸附組件，61-第二氣管接頭，62-氣密墊圈，63-旋轉(zhuǎn)長軸，65-從動輪，66-錐形緊固套，67-吸嘴密封圈，68-吸嘴體，69-吸嘴。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0041 ] 現(xiàn)結(jié)合附圖的較佳實施例說明本發(fā)明。
[0042]如圖3所示，本發(fā)明芯片拾放裝置主要包括Z向驅(qū)動組件10、凸輪傳動組件20、氣隙軸承30、W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件40、氣緩沖組件50和芯片吸附組件60，整個裝置固定在背板上。
[0043]Z向驅(qū)動組件10包括聯(lián)軸器和Z向電機(jī)，Z向電機(jī)通過聯(lián)軸器連接凸輪傳動組件20。
[0044]參見圖4和5，凸輪傳動組件20包括相接的凸輪桿21和凸輪23。安裝時，凸輪桿21上端通過聯(lián)軸器與Z向電機(jī)連接，凸輪桿21下端與凸輪23的上腔體的圓柱凸輪槽231進(jìn)行配合，凸輪23固定于底板25上。Z向電機(jī)帶動凸輪桿21旋轉(zhuǎn)，凸輪桿21的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為凸輪23的上下移動，從而帶動位于其上的芯片吸附組件沿Z軸上下移動。如圖4、圖5是凸輪23的三維結(jié)構(gòu)圖，凸輪23分為三個腔體，上腔體為圓柱凸輪槽231，與凸輪桿21進(jìn)行配合；中部腔體232底面開有兩個孔I和II，分別連入第二氣管接頭61和安裝開度調(diào)節(jié)閥24，下部分為圓柱腔體233，對氣隙軸承50進(jìn)行安裝固定，頂端孔腔III裝有密封圈31，下端為氣緩沖腔，由氣緩沖壓縮缸32實現(xiàn)腔內(nèi)氣體的隔離。在凸輪23的外部增設(shè)導(dǎo)向套22，導(dǎo)向套22的表面加工一導(dǎo)向槽，并在凸輪23的外壁安裝導(dǎo)向銷，其與導(dǎo)向套22的導(dǎo)向槽配合，限制圓柱凸輪的轉(zhuǎn)動，保證其Z方向的直線運動。導(dǎo)向銷可為線接觸的圓柱體形，優(yōu)選點接觸的球面體形狀。
[0045]氣緩沖組件安裝于凸輪內(nèi)部，用于吸收芯片吸附組件受到的沖擊力以對芯片進(jìn)行防碰撞保護(hù)。一般的芯片拾放工藝中會采用彈墊或彈簧的方式進(jìn)行緩沖，存在剛度不可調(diào)節(jié)、可靠性不高等問題，而氣緩沖方式剛度是可調(diào)控的，可通過調(diào)節(jié)排氣速度，達(dá)到改變剛度、緩沖效果的目的，且具有較好的穩(wěn)定性和隔振效果。本發(fā)明提出了一種較佳實施方式，具體結(jié)構(gòu)參見圖6，氣緩沖組件包括氣緩沖壓縮缸32和開度調(diào)節(jié)閥24，開度調(diào)節(jié)閥24安裝于凸輪的中部腔體232的其中一個孔內(nèi)，氣緩沖壓縮缸32安裝于芯片吸附組件的旋轉(zhuǎn)長軸63上端，與凸輪下腔233上端面形成緩沖腔。氣緩沖壓縮缸32底面開有通槽供氣流的輸入，當(dāng)芯片吸附組件受到?jīng)_擊，其帶動氣緩沖壓縮缸32 —起向上運動，氣緩沖壓縮缸32的壓縮氣室產(chǎn)生反沖擊力，從而起到緩沖作用；開度調(diào)節(jié)閥24安裝于凸輪23內(nèi)部孔II內(nèi)，與氣緩沖腔相通。調(diào)節(jié)開度調(diào)節(jié)閥24的大小，可調(diào)節(jié)溢出氣體流量，進(jìn)行腔內(nèi)的氣壓的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)緩沖力的改變和不同氣壓下的緩沖。這里的氣緩沖裝置的氣源來自于氣隙軸承輸出的氣體，若考慮氣壓大小不穩(wěn)定，還可在232腔內(nèi)底部開槽單獨通氣。圓柱腔體233上端突出有一圓形槽裝有密封圈31，對緩沖裝置進(jìn)行氣密封。
[0046]參見圖6和7，氣隙軸承安裝于氣緩沖壓縮缸32的下端，氣隙軸承包括軸承內(nèi)圈33和軸承外圈34，軸承內(nèi)圈33套放于芯片吸附組件的旋轉(zhuǎn)長軸63的外表面，軸承外圈34內(nèi)表面與軸承內(nèi)圈33外表面配合，內(nèi)、外圈之間存在一定縫隙用于通空氣，該縫隙通過軸承外圈34上開設(shè)的開孔342連通設(shè)在凸輪外部的第一氣管接頭35，氣隙軸承的外圈34外表面與凸輪內(nèi)表面過盈配合，軸承外圈34的內(nèi)表面開有8字氣槽341，環(huán)狀槽保證氣流流入有固定的方向和均布，并且能使氣隙軸承內(nèi)外圈有穩(wěn)定氣壓差，處于懸浮狀態(tài)。軸承密封墊36用于氣隙軸承底部的密封。
[0047]W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件用于驅(qū)動芯片吸附組件沿W向旋轉(zhuǎn)運動，以對吸附的芯片糾姿調(diào)平。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方案常采用齒輪傳動、皮帶輪傳動等接觸式的傳動方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、負(fù)載大且對主從動機(jī)構(gòu)軸向安裝精度要求較高，而本發(fā)明優(yōu)選優(yōu)選電機(jī)帶動無接觸式磁傳動輪旋轉(zhuǎn)方式，降低了軸向安裝精度要求，允許主從動輪在Z向有一定范圍內(nèi)的錯位，因此可脫離Z向驅(qū)動組件單獨安裝，減小Z軸電機(jī)驅(qū)動負(fù)載，保證了轉(zhuǎn)動比的穩(wěn)定，且運動平穩(wěn)性、可靠性更高。具體結(jié)構(gòu)參見圖8，W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括W向電機(jī)41和磁傳動輪。W向電機(jī)41通過螺釘固定在電機(jī)座42上，為旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動件。磁傳動輪的主動輪43連接W向電機(jī)41的輸出軸，磁傳動輪的從動輪65連接芯片吸附組件的旋轉(zhuǎn)長軸63，W向電機(jī)41驅(qū)動磁傳動輪的主動輪43轉(zhuǎn)動，主動輪43驅(qū)動從動輪65轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動芯片吸附組件的W旋轉(zhuǎn)運動。
[0048]芯片吸附組件采用開槽夾持件對芯片吸附吸嘴進(jìn)行牢靠固定，避免吸嘴下端面及內(nèi)孔的磨損造成吸嘴吸不牢和漏氣。參見圖9，芯片吸附組件包括第二氣管接頭61、中空的旋轉(zhuǎn)長軸63、錐形緊固套66、吸嘴體68和吸嘴69。第二氣管接頭61 —端與旋轉(zhuǎn)長軸63的上端連接，另一端穿過凸輪23中部的孔I連接外部真空發(fā)生器；吸嘴體68插入旋轉(zhuǎn)長軸63的下端，吸嘴體68的上端開有外表面為錐形螺紋的豎槽，其與錐形緊固套66的內(nèi)圈的錐形螺紋配合，實現(xiàn)吸附部件緊固在旋轉(zhuǎn)長軸63下端；吸嘴體68的下端連接吸嘴69。為了保證氣密性，可在旋轉(zhuǎn)長軸63的上端與第二氣管接頭61之間安放有氣密墊圈62，另設(shè)吸嘴密封圈67放置于吸嘴體68的中心孔內(nèi)部，防止工作時漏氣。工作時，真空輸入第二氣管接頭61，氣管、吸嘴內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，實現(xiàn)芯片的吸取功能；真空切斷通入正壓，即實現(xiàn)芯片的吹片功能。限位遮擋片64與限位傳感器26配合，實現(xiàn)芯片角度的學(xué)習(xí)功能。
[0049]還可在底板25右下端固定限位傳感器26，實現(xiàn)芯片角度的學(xué)習(xí)功能，并將采集的信息傳給上位機(jī)進(jìn)行角度的控制，即完成芯片旋轉(zhuǎn)糾姿過程?？拷酒浇M件處設(shè)置高度傳感器，優(yōu)選接近式傳感器，用于采集拾放芯片時的高度信息以完成高度控制。
[0050]所述Z向電機(jī)和W向電機(jī)41可采用交流的伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，也可以采用直流電機(jī)。[0051]整個芯片拾放裝置的動作流程為a向驅(qū)動組件驅(qū)動芯片拾取的吸嘴沿Z軸向下運動，當(dāng)下降到芯片拾取高度時，真空發(fā)生器開啟，將芯片吸取，吸嘴復(fù)位并運動至上視位置；上視相機(jī)采圖后，進(jìn)行視覺處理，計算出芯片的偏移位置和偏移角度，W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件驅(qū)動固定在氣隙軸承內(nèi)的吸嘴主軸繞Z軸旋轉(zhuǎn)，將角度偏移校正；同時整個芯片拾放裝置隨工作臺運動到貼片位置，吸嘴沿Z軸向下運動，下降至高度傳感器預(yù)設(shè)的貼裝高度時，真空關(guān)閉，正壓開啟，將芯片釋放到貼片位置，正壓關(guān)閉，吸嘴復(fù)位；芯片拾取和貼放過程中，吸嘴均可能對芯片有一定沖擊力，此時氣緩沖裝置內(nèi)腔空氣壓縮產(chǎn)生緩沖力，保護(hù)芯片；最后芯片拾放裝置返回芯片供給位置，準(zhǔn)備下一次貼裝。
[0052]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片拾放裝置，其特征在于，包括芯片吸附組件、凸輪傳動組件、Z向驅(qū)動組件、氣隙軸承、氣緩沖組件和W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件； 凸輪傳動組件包括相接的凸輪桿和凸輪，凸輪桿的上端連接Z向驅(qū)動組件，由Z向驅(qū)動組件驅(qū)動凸輪Z向直線運動，從而帶動固定在凸輪內(nèi)部的芯片吸附組件沿Z軸上下移動；氣緩沖組件安裝于凸輪內(nèi)部，用于吸收芯片吸附組件受到的沖擊力以對芯片進(jìn)行防碰撞保護(hù)；w旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接于芯片吸附組件的側(cè)面，用于驅(qū)動芯片吸附組件沿W向旋轉(zhuǎn)運動，以對吸附的芯片糾姿調(diào)平；氣隙軸承位于芯片吸附組件的外部且套放于氣緩沖組件的下端，通過向氣隙軸承的內(nèi)、外圈間導(dǎo)入氣體使得軸承內(nèi)圈為懸浮狀態(tài)，從而輔助芯片吸附組件W向旋轉(zhuǎn)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片拾放裝置，其特征在于，所述W旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括W向電機(jī)(41)和磁傳動主動輪(43)和從動輪(65)，主動輪(43)連接W向電機(jī)(41)的輸出軸，從動輪(65)連接芯片吸附組件，W向電機(jī)(41)通過磁傳動輪的主動輪(43)、從動輪(65)驅(qū)動芯片吸附組件W向旋轉(zhuǎn)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片拾放裝置，其特征在于，所述氣緩沖組件包括氣緩沖壓縮缸(32)和開度調(diào)節(jié)閥(24)，氣緩沖壓縮缸(32)與凸輪(23)的上端形成氣緩沖腔，開度調(diào)節(jié)閥(24)與氣緩沖腔相通，氣緩沖壓縮缸(32)底面開有通槽供氣流的輸入，當(dāng)芯片吸附組件受到?jīng)_擊，其帶動氣緩沖壓縮缸(32) —起向上運動，氣緩沖壓縮缸(32)內(nèi)的壓縮氣室產(chǎn)生反沖擊力，從而起到緩沖作用；調(diào)節(jié)開度調(diào)節(jié)閥(24)的開度大小，可進(jìn)行氣緩沖腔內(nèi)氣壓的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)緩沖力的改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片拾放裝置，其特征在于，所述氣隙軸承安裝于氣緩沖壓縮缸(32)的下端，通過導(dǎo)入的壓力空氣來實現(xiàn)軸承內(nèi)圈的懸浮，保證芯片吸附組件高速精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動；氣隙軸承包括軸承內(nèi)圈(33)和軸承外圈(34)，軸承內(nèi)圈(33)套放于芯片吸附組件上,軸承外圈(34)內(nèi)表面與軸承內(nèi)圈(33)外表面間隙配合，內(nèi)、外圈之間存在用于通空氣的縫隙，該縫隙通過軸承外圈(34)上的開孔(342)連通設(shè)在凸輪外部的第一氣管接頭(35)，軸承外圈(34)外表面與凸輪內(nèi)表面過盈配合，軸承外圈(34)的內(nèi)表面開有8字氣槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的芯片拾放裝置，其特征在于，所述芯片吸附組件包括第二氣管接頭(61)、中空的旋轉(zhuǎn)長軸(63)、錐形緊固套(66)、吸嘴體(68)和吸嘴(69)，旋轉(zhuǎn)長軸(63)的上端連接第二氣管接頭(61)，第二氣管接頭(61)穿過連接外部真空發(fā)生器的氣管口 ；吸嘴體(68)插入旋轉(zhuǎn)長軸(63)的下端，吸嘴體(68)的上端外表面加工有錐形螺紋豎槽，錐形緊固套(66)的內(nèi)圈加工有與其配合的錐形螺紋，從而將吸嘴體(68)緊固于旋轉(zhuǎn)長軸(63)下端；吸嘴體(68)的下端連接吸嘴(69)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的芯片拾放裝置，其特征在于，還包括限位傳感器和高度傳感器，分別用于芯片的高度與角度學(xué)習(xí)，以便于芯片的高度和角度控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的芯片拾放裝置，其特征在于，還包括導(dǎo)向套(22)，套放于所述凸輪的外部，導(dǎo)向套(22)的表面開有導(dǎo)向槽，并在凸輪(23)的外壁安裝導(dǎo)向銷，其與導(dǎo)向套(22)的導(dǎo)向槽配合，以限制凸輪的轉(zhuǎn)動，保證其Z方向的直線運動。
【文檔編號】H01L21/683GK103915368SQ201410132958
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】陳建魁, 尹周平, 王冠, 付宇 申請人:華中科技大學(xué)